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航天用高温铌合金研究进展

中国有色金属学报 2023年第1期33卷 1-26页

作者：朱宝辉吴向东万敏赵刚曹艳飞罗文李树荣何季麟北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室石嘴山753000 宁夏中色金航钛业有限公司石嘴山753000 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016

与其他种类的高温合金相比,高温铌合金具有密度低、高温(600~1600℃)比强度高、冷热成形性能优良、焊接性能好等优点,可以加工成形薄壁和复杂形状的零件,用来制造火箭发动机、卫星、宇宙飞船和导弹的姿态控制/轨道控制发动机的推力室身... 详细信息

与其他种类的高温合金相比,高温铌合金具有密度低、高温(600~1600℃)比强度高、冷热成形性能优良、焊接性能好等优点,可以加工成形薄壁和复杂形状的零件,用来制造火箭发动机、卫星、宇宙飞船和导弹的姿态控制/轨道控制发动机的推力室身部延伸段等部件,是航天结构件的重要候选材料之一。为了满足航天发动机的需求,我国相继在美、俄铌合金的基础上仿制研发了多种火箭发动机用铌合金结构材料,其中使用最多的是C-103和Nb521合金。本文对铌合金的分类、航天用铌合金的发展、应用及进展情况进行了综述。针对应用较为广泛的C-103、PWC-11、Nb521合金及在研的低密度铌合金进展情况进行了重点介绍,并讨论了航天用铌合金研究目前存在的问题,对未来发展更高强度、更高强韧性和轻质化的新型铌合金,以及更高温度、长寿命的高温抗氧化防护涂层的研究方向进行了展望。

关键词：铌合金航天应用 C-103 Nb521 低密度铌合金

固体推进剂中的维生素：中性大分子键合剂的可控合成

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大学化学 2024年

作者：王振华冯浩洋邵晓阳范文如西北工业大学柔性电子研究院

复合固体推进剂是一种固体颗粒(氧化剂及金属燃料)填充高分子聚合物(粘合剂)的复合材料，是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源。本实验教学针对固体推进剂在载荷下容易发生“脱湿”，即粘合剂与填料表面之间分离，界面作用受到... 详细信息

复合固体推进剂是一种固体颗粒(氧化剂及金属燃料)填充高分子聚合物(粘合剂)的复合材料，是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源。本实验教学针对固体推进剂在载荷下容易发生“脱湿”，即粘合剂与填料表面之间分离，界面作用受到破坏的情况，通过可控自由基聚合设计了结构规整、分子量及组成可控的新型中性大分子键合剂，通过核磁氢谱及凝胶渗透色谱系统表征了其分子结构。本综合实验教学不仅加深了学生对固体推进剂领域的理解，提升了学生对于前沿高分子化学的基本原理及方法的认知，而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力，实现了前沿科学研究与国家重大需求在人才培养的结合。

关键词：固体推进剂大分子键合剂可控自由基聚合界面作用

耐事故燃料组件用PVD高熵合金涂层研究进展

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稀有金属材料与工程 2022年第9期51卷 3524-3532页

作者：王彦峰王少鹏耿娟娟王毅飞于耀华张长伟西北有色金属研究院陕西西安710016 上海第一机床厂有限公司上海201306

由于高熵合金涂层较高的表面硬度、更好的耐腐蚀性能,尤其是抗辐照性能优越,可被用于耐事故燃料组件的表面防护。物理气相沉积技术能够在不损伤基体力学性能的前提下制备出结构致密、界面结合强度高的涂层材料,是理想的燃料组件表面高... 详细信息

由于高熵合金涂层较高的表面硬度、更好的耐腐蚀性能,尤其是抗辐照性能优越,可被用于耐事故燃料组件的表面防护。物理气相沉积技术能够在不损伤基体力学性能的前提下制备出结构致密、界面结合强度高的涂层材料,是理想的燃料组件表面高熵合金涂层制备技术。本文综述了近年来面向耐事故燃料组件用PVD高熵合金金属及陶瓷涂层的研究进展,从耐事故高熵合金涂层的服役工况、成分设计、性能分析、涂层失效机制等方面分析了现有PVD高熵合金涂层体系性能及潜在的问题,提出应从工况条件下的涂层腐蚀劣化机制、结构组元设计、工程化PVD制备工艺等方面完善耐事故用PVD高熵合金涂层的研究,以期获得满足ATF应用的高熵合金涂层。

关键词：高熵合金涂层物理气相沉积(PVD) 耐事故燃料(ATF) 涂层设计高温蒸气腐蚀

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建设世界一流科技期刊路径的思考

编辑学报 2019年第S2期31卷 6-8页

作者：梁燕西北有色金属研究院《稀有金属材料与工程》编辑部西安710016

通过分析全球背景下我国科技期刊发展现状,总结已有较优秀期刊的特点,提出加快建设世界一流科技期刊的建议:充分发挥编委会的积极作用;构建专业的编辑团队;有针对性地组稿约稿;期刊出版实现数字化和智能化;多维度多角度地宣传推广。

关键词：一流科技期刊路径

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基于稳定性的第三代先进高强钢设计

金属学报 2024年第2期60卷 143-153页

作者：张宇吴盼贾东昇黄林科贾晓晴刘峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 西北工业大学分析测试中心西安710072

第三代先进高强钢(TG-AHSS)是近年来材料科学与汽车工业领域的研究热点。本文针对TG-AHSS的成分设计、热处理工艺及强韧化机制,基于热力学稳定性阐明了第三代先进高强钢成分设计的宗旨,基于广义稳定性对几类代表性热处理工艺进行了诠释... 详细信息

第三代先进高强钢(TG-AHSS)是近年来材料科学与汽车工业领域的研究热点。本文针对TG-AHSS的成分设计、热处理工艺及强韧化机制,基于热力学稳定性阐明了第三代先进高强钢成分设计的宗旨,基于广义稳定性对几类代表性热处理工艺进行了诠释。在此基础上,从广义稳定性与热-动力学相关性形成的热-动力学贯通性入手,对第三代先进高强钢的强韧化机制进行了总结和归纳。从热-动力学角度,对第三代先进高强钢的设计策略进行了展望。

关键词：第三代先进高强钢成分工艺设计热力学稳定性广义稳定性热-动力学相关性

低强度超声辅助实现AlSi10Mg粉末的低温无压固结(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：李玉泽朱龙飞王昕唐颂罗婷王建元南京理工大学材料科学与工程学院格莱特研究院西北工业大学凝固技术国家重点实验室西北工业大学物理科学与技术学院

本研究将低强度超声成功应用于AlSi10Mg粉末的在600-860oC的宽温度范围的无压固结过程。静态条件下，AlSi10Mg粉末只能在高温860oC时实现固结，但仍存在未固结区域。此温度下超声波的施加消除了未固结区域，并将原始定向凝固条件下的柱... 详细信息

本研究将低强度超声成功应用于AlSi10Mg粉末的在600-860oC的宽温度范围的无压固结过程。静态条件下，AlSi10Mg粉末只能在高温860oC时实现固结，但仍存在未固结区域。此温度下超声波的施加消除了未固结区域，并将原始定向凝固条件下的柱状结构优化为等轴或球状晶粒。超声施加将AlSi10Mg粉末的固结温度降低至620oC，且获得了与静态条件高温固结样品相比同等级别的硬度。另外，超声施加实现了AlSi10Mg粉末在600oC下的烧结，形成了固结良好的多孔结构。

关键词：低强度超声无压固结铝基粉末柱状晶-等轴晶转变显微硬度

造孔剂种类对数字光处理成形多孔Si_(3)N_(4)陶瓷性能的影响

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机械工程学报 2024年第11期60卷 273-282页

作者：吴亚茹张振雨张扬泽吴甲民田冲黄海露林鑫史玉升华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室武汉430074 增材制造陶瓷材料教育部工程研究中心武汉430074 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室西安710072

多孔Si_(3)N_(4)陶瓷由于其优秀的性能而被应用于航空航天等领域,添加造孔剂法是一种有效制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的方法。采用数字光处理(Digital light processing,DLP)技术结合添加造孔剂法制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷,系统地研究了淀... 详细信息

多孔Si_(3)N_(4)陶瓷由于其优秀的性能而被应用于航空航天等领域,添加造孔剂法是一种有效制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的方法。采用数字光处理(Digital light processing,DLP)技术结合添加造孔剂法制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷,系统地研究了淀粉、稻壳粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)四种造孔剂对多孔Si_(3)N_(4)陶瓷性能的影响规律。研究表明,造孔剂粉体颗粒比表面积的不同对浆料黏度有所影响,其中,稻壳粉比表面积最大,其浆料黏度最小。同时,陶瓷浆料中固相含量的升高会导致固化深度降低;而固体颗粒的平均粒径增大会降低对紫外光的散射,使固化深度升高。此外,造孔剂的物理性质与形态差异会对素坯与烧结样品的微观形貌产生影响,但不影响多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的相转变过程与断裂方式。多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的抗弯强度随着孔隙率的增加而减小,而孔隙率则与造孔剂自身的物理性质和所形成孔隙的特点密切相关。综合考虑不同造孔剂对陶瓷浆料黏度和固化深度以及DLP打印素坯的质量与烧结样品性能的影响,选用PMMA造孔剂比较合适。添加10%PMMA作为造孔剂时,多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的综合性能较好,体积密度为2.66 g/cm^(3),孔隙率为20.10%,抗弯强度为463.43 MPa。

关键词：多孔Si_(3)N_(4)陶瓷数字光处理技术造孔剂孔隙率抗弯强度

双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子单粒子效应

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物理学报 2024年第2期73卷 234-241页

作者：李洋帆郭红霞张鸿白如雪张凤祁马武英钟向丽李济芳卢小杰湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 西北核技术研究所西安710024 工业和信息化部第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室广州510610

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子... 详细信息

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子注量达到9×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,在偏置电压为500 V时,重离子注量达到3×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,单粒子烧毁阈值电压在器件额定工作电压的34%(400 V)以下.对辐照后器件进行栅特性测试,辐照过程中偏置电压为100 V的器件泄漏电流无明显变化;200 V和300 V时,器件的栅极泄漏电流和漏极泄漏电流都增大.结合TCAD仿真模拟进一步分析器件单粒子效应微观机制,结果表明在低偏压下,泄漏电流增大是因为电场集中在栅氧化层的拐角处,导致了氧化层的损伤;在高偏压下,辐照过程中N-外延层和N+衬底交界处发生的电场强度增大,引起显著的碰撞电离,由碰撞电离产生的局域大电流密度导致晶格温度超过碳化硅的熔点,最终引起单粒子烧毁.

关键词：双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子辐照单粒子烧毁

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三元层状MoAlB材料的研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第7期52卷 2639-2652页

作者：刘艳明张依偲汪欣王晨西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西北有色金属研究院陕西西安710016

二元过渡金属硼化物因高熔点、高硬度和高导热性等优点在航空航天领域具有重要应用前景。然而,该类材料的本征脆性和较差的抗氧化性严重制约了其在高温极端环境下的应用。MAB相是在二元硼化物晶胞中引入ⅢA和ⅣA族元素原子得到的一类新... 详细信息

二元过渡金属硼化物因高熔点、高硬度和高导热性等优点在航空航天领域具有重要应用前景。然而,该类材料的本征脆性和较差的抗氧化性严重制约了其在高温极端环境下的应用。MAB相是在二元硼化物晶胞中引入ⅢA和ⅣA族元素原子得到的一类新型三元层状硼化物,兼具陶瓷和金属诸多优异性能,其中MoAlB具有优异的断裂韧性、抗氧化性、损伤容限特性和机械加工性,成为MAB相材料的研究热点。本文概述了MoAlB粉末、块体、涂层的制备方法及基本性能,包括理化、力学、摩擦和抗高温氧化性能等;讨论了MoAlB的改性方法及机制,旨在明确MoAlB材料在制备和应用过程中存在的关键问题及可能的解决途径,并指出了MoAlB材料的潜在应用领域。

关键词： MAB相 MoAlB材料高温抗氧化性自愈合